(57)【要約】【課題】  優れたＳ／Ｎ比を有する垂直磁気記録媒体、その製造方法および磁気記憶装置を提供する。【解決手段】基板１１と、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、配向制御層１３、ｆｃｃ構造を有する下地層１４、ｈｃｐ構造を有する中間層１５、記録層１６、保護膜１８、および潤滑層１９を順に積層した構成とし、記録層１６は、いわゆる粒状グラニュラ構造を有する。配向制御層１３は下地層１４との界面に酸化あるいは窒化された処理表面１３ａを有する。配向制御層１３の酸化あるいは窒化処理は、配向制御層１３の表面をＯ2ガスあるいは／およびＮ2ガスを含む処理ガスに曝す。配向制御層１３はその結晶質状態の構造がｂｃｃ構造を有する金属材料からなることが好ましい。【選択図】  図１
2006286103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、
前記基板と記録層との間に、該基板側から、配向制御層、ｆｃｃ構造を有する下地層、ｈｃｐ構造を有する中間層が順次積層されてなり、
前記配向制御層は、下地層との界面に酸化および／または窒化された処理表面を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記配向制御層は、その結晶質状態の構造がｂｃｃ構造を有する金属材料からなることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
基板と、該基板上に、配向制御層と、ｆｃｃ構造を有する下地層と、ｈｃｐ構造を有する中間層と、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する記録層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記基板上に配向制御層を形成する工程と、
前記配向性制御層の表面をＯ2ガス、Ｎ2ガス、あるいは、Ｏ2ガスとＮ2ガスの両方を含む処理ガスに曝す曝露工程と、を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記曝露工程は、Ｏ2ガス、Ｎ2ガス、あるいは、Ｏ2ガスとＮ2ガスの両方を合わせた分圧と曝露時間との積が０．３Ｐａ秒よりも大きく、かつ５Ｐａ秒以下の範囲に設定されることを特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
磁気ヘッドを有する記録再生手段と、
請求項１または２記載の垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記憶装置、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置は、１ビット当りのメモリ単価が安く、大容量化が図れるデジタル信号記録装置である。近年ＨＤＤ装置は、小型化が進み、携帯端末機器やデジタル画像音響関連機器の記憶装置として広く用いられている。そして、さらなる大容量化のため、ＨＤＤ装置の記録密度のさらなる向上が望まれている。
【０００３】
次世代のＨＤＤ装置として、記録層の磁化方向が基板面に対して垂直であるところの垂直磁気記録媒体を用いた垂直磁気記録方式が検討されている。垂直磁気記録方式は、１ビットに相当する磁化領域がそれ自体あるいは隣接する磁化領域から受ける反磁界が、面内記録方式よりも小さい。そのため、垂直磁気記録方式は、面内磁気記録方式よりも高記録密度においても高い再生出力を得ることが可能である。また、垂直磁気記録方式では、高記録密度で問題となる記録された磁化の熱緩和耐性を高くすることが期待できる。これらの理由から、垂直磁気記録方式では１Ｔｂｉｔ／平方インチの面記録密度を達成可能であると予測されている。
【０００４】
垂直磁気記録媒体として記録密度を向上するために様々な構造が提案されている。しかし２００Ｇｂｉｔ／平方インチを超える記録密度を実現するには、まだ記録再生の信号品質、例えばエラーレートやＳ／Ｎ比が不足しており、さらなる改善が必要である。信号品質向上には記録ビットの均一性が重要であり、そのためには記録層を形成する磁性粒子を形状的、磁気的に均一にする必要がある。これには記録媒体の結晶成長制御が必要で、そのために上記のように下地層、中間層を設けているが、まだ制御が十分でなく、それらの粒径、結晶性にバラツキを持っている。
【０００５】
記録層のＳ／Ｎ比の向上のため、記録層の材料や構造が種々提案されているが、記録層は、その下地からエピタキシャル成長している。そのため、記録層の微細構造の良否を左右する下地層等の結晶性や、結晶粒子の大きさやその均一性等が重要になってきている。そこで、記録層の下地として種々の多層膜が提案されている（例えば特許文献１および２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−０６７９１０号公報
【特許文献２】特開２００２−２０８１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１では、軟磁性裏打ち層と記録層との間に、配向制御層、あるいは、配向制御層とｈｃｐ構造のＣｏＣｒ合金等からなる中間層との積層体を設けている。この配向制御層は、スパッタ法により合金材料を酸素ガスや窒素ガスを含む雰囲気で成膜されている。この作用および効果については開示されていないが、以下のような問題が生じるおそれがある。
【０００７】
すなわち、配向制御層は層の厚さ方向全体に亘って酸素や窒素を含むため結晶構造が乱れ、その結果、結晶性が著しく低下する。このような配向制御層に直接記録層を形成すると、記録層は配向制御層の表面での結晶性が不十分となり、さらに、結晶粒子とその粒界部との分離、いわゆる偏析が促進されない。また、配向制御層上にｈｃｐ構造のＣｏＣｒ合金等からなる中間層を設ける場合も中間層自体が結晶性および偏析が不十分なため、記録層に同様の悪影響を与えてしまう。このような場合、記録層のＳ／Ｎ比は劣化するという問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、優れたＳ／Ｎ比を有する垂直磁気記録媒体、その製造方法および磁気記憶装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、前記基板と記録層との間に、該基板側から、配向制御層、ｆｃｃ（面心立方）構造を有する下地層、ｈｃｐ（六方細密充填）構造を有する中間層が順次積層されてなり、前記配向制御層は、下地層との界面に酸化および／または窒化された処理表面を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
【００１０】
本発明によれば、配向制御層の表面がＯ2ガス、Ｎ2ガス、あるいは、Ｏ2ガスとＮ2ガスの両方を含む処理ガスに曝露して形成された処理表面を有する。処理表面は、配向制御層を構成する材料が酸化、窒化あるいはこの両方が生じた表面領域からなる。この表面領域が下地層の結晶成長核の起点となる。処理ガスは配向制御層の表面に均一に吸着するので、酸化や窒化された領域が均一に形成され、この上に成長する下地層の結晶粒子の大きさが均一なり、かつ結晶配向性が良好となる。その結果、結晶粒子の大きさの均一性および結晶配向性が中間層および記録層に引き継がれ、記録層の磁性粒子の大きさの均一性および結晶性が良好となる。その結果、磁気記録媒体はＳ／Ｎ比が向上し、高記録密度化が可能となる。
【００１１】
本発明の他の観点によれば、基板と、該基板上に、配向制御層と、ｆｃｃ構造を有する下地層と、ｈｃｐ構造を有する中間層と、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する記録層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法であって、前記基板上に配向制御層を形成する工程と、前記配向性制御層の表面をＯ2ガス、Ｎ2ガス、あるいは、Ｏ2ガスとＮ2ガスの両方を含む処理ガスに曝す曝露工程と、を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明によれば、配向制御層の表面をＯ2ガス、Ｎ2ガス、あるいは、Ｏ2ガスとＮ2ガスの両方を含む処理ガスに曝すことで、配向制御層の表面に処理ガスが吸着した吸着点、あるいは、酸化や窒化された領域が島状に形成されると推察される。これらが下地層の結晶成長核の起点となる。処理ガスは配向制御層の表面に均一に吸着するので、吸着点や酸化や窒化された領域が均一に形成され、この上に成長する下地層の結晶粒子の大きさが均一なり、かつ結晶配向性が良好となる。その結果、結晶粒子の大きさの均一性および結晶配向性が中間層および記録層に引き継がれ、記録層の磁性粒子の大きさの均一性および結晶性が良好となる。その結果、磁気記録媒体はＳ／Ｎ比が向上し、高記録密度化が可能となる。
【００１３】
本発明のその他の観点によれば、磁気ヘッドを有する記録再生手段と、上記いずれかの垂直磁気記録媒体とを備える磁気記憶装置が提供される。
【００１４】
本発明によれば、優れたＳ／Ｎ比を有し、高記録密度化が可能な磁気記憶装置が実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、優れたＳ／Ｎ比を有する垂直磁気記録媒体、その製造方法および磁気記憶装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の概略断面図である。
【００１８】
図１を参照するに、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、配向制御層１３、下地層１４、中間層１５、記録層１６、保護膜１８、および潤滑層１９が順に積層して構成される。配向制御層１３は、下地層１４との界面に酸化処理、あるいは窒化処理、あるいはその両方で処理された処理表面１３ａを有する。
【００１９】
基板１１は、例えば、プラスチック基板、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、アルミニウム合金基板などから構成される。垂直磁気記録媒体１０がテープ状である場合はポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、耐熱性に優れたポリイミド（ＰＩ）などのフィルムを用いることができる。
【００２０】
軟磁性裏打ち層１２は、例えば、膜厚が１０ｎｍ〜２μｍであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃ、Ｂから選択された少なくとも１種の元素を含む非晶質もしくは微結晶の軟磁性材料からなる。このような軟磁性材料としては、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＣｒＮｂ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＮｂ等が挙げられる。軟磁性裏打ち層１２は１層に限定されず、複数層を積層してもよい。
【００２１】
なお、詳細な図示を省略するが、軟磁性裏打ち層１２の基板１１側または配向制御層１３側に２つの軟磁性層と、２つの軟磁性層に挟まれた非磁性結合層からなる積層体を設けてもよい。２つの軟磁性層は、軟磁性裏打ち層１２と同様の材料から選択されて構成される。また、非磁性結合層は、例えばＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金等のいずれから構成される。非磁性結合層の膜厚を０．７ｎｍ程度にすることで、この積層体の２つの軟磁性層の磁化が非磁性結合層を介して互いに反強磁性的に交換結合する。このような積層体を軟磁性裏打ち層１２に接して設けることで、軟磁性裏打ち層１２の磁壁移動に起因するスパイクノイズを抑制できる。
【００２２】
配向制御層１３は金属材料からなり、その表面（下地層１４との界面）に処理表面１３ａを有する。配向制御層１３を構成する金属材料は、非晶質状態、微結晶状態、および結晶質状態のいずれの状態でもよい。
【００２３】
配向制御層１３を構成する金属材料は、結晶質状態でｂｃｃ（体心立方）構造を有する材料であることが好ましい。このような金属材料としては、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、およびこれらの金属元素を主成分とする材料が挙げられる。このような金属材料を用いることで、この上の成長する下地層１４の結晶配向性を向上させる。すなわち、下地層１４はｆｃｃ構造を有するが、その（１１１）結晶面が基板面に平行に配向しその配向性が向上する。
【００２４】
配向制御層１３の表面には、配向制御層１３の金属材料が酸化あるいは窒化された処理表面１３ａからなる。処理表面は酸化および窒化の両方がされていてもよい。処理表面１３ａは、均一に酸化あるいは窒化されていることが好ましい。ただし、処理表面１３ａは配向制御層１３の金属材料の酸化物や窒化物が緻密に形成されている必要はなく、島状に酸化物や窒化物が互いに離隔されて形成されていてもよい。このような処理表面１３ａを有することで、下地層１４は基板面に平行な断面における結晶粒子の大きさが均一になる。その結果、結晶粒子の大きさの均一性が、中間層１５を介して記録層１６に引き継がれ、記録層１６の磁性粒子の大きさの均一性が向上する。
【００２５】
また、配向制御層１３の処理表面１３ａは、酸化物あるいは窒化物が緻密に形成されていない方が好ましい。処理表面１３ａが、酸化物あるいは窒化物が緻密に形成されていると、処理表面１３ａに接する下地層１４の初期成長部分が酸素あるいは窒素の影響を受け易いため、結晶構造（ｆｃｃ構造）を形成し難くなる。そうすると、下地層１４の結晶性および結晶配向性が低下し、中間層１５を介して記録層１６に影響する。
【００２６】
配向制御層１３の膜厚は、その処理表面１３ａを含めて、１ｎｍ〜５ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。なお、処理表面１３ａは酸化および窒化の両方がなされていてもよい。
【００２７】
下地層１４は、ｆｃｃ構造を有する結晶質の金属材料から構成される。ｆｃｃ構造は細密充填構造であるので、この上に形成されるｈｃｐ構造の中間層１５がエピタキシャル成長において、格子整合性が良好となる。すなわち、下地層１４の（１１１）結晶面上に中間層１５の（００１）面が整合し、中間層１５は結晶性が良好な状態で成長する。その結果、記録層１６の磁性粒子の結晶性が向上して再生出力や保磁力が向上する。
【００２８】
下地層１４の金属材料としては、ｆｃｃ構造を有するＮｉを主成分とする金属材料が好ましく、さらに、ＮｉとＦｅを含む材料が特に好ましい。このような材料としては、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＮｂ、ＮｉＦｅＣｒ、ＮｉＦｅＳｉが挙げられる。また、下地層１４の膜厚は、３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。
【００２９】
中間層１５は、ｈｃｐ構造を有する金属材料から構成される。このような金属材料としては、ＲｕあるいはＲｕを主成分とするＲｕ−Ｘ合金（Ｘ＝Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｕ、Ｂ、Ｃ、ＳｉおよびＭｎのうち少なくとも１種の元素）であることが好ましい。このような材料を用いることで、上述したように、下地層１４との格子整合性が良好となり、良好な結晶性、（００１）結晶面の良好な配向性、および結晶粒子の均一性を有する。したがって、この上に形成される記録層１６の磁性粒子の結晶性、結晶配向性および磁性粒子の均一性を向上する。
【００３０】
また、ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ合金は格子定数が、記録層１６に用いられるｈｃｐ構造を有するＣｏを主成分とする合金の格子定数と近接しているので、格子整合性が良好である。このため、中間層１５との界面付近の記録層１６の初期成長部の結晶性が良好となり、記録層１６を薄膜化しても、Ｓ／Ｎ比が劣化し難い。
【００３１】
中間層１５の膜厚は、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。中間層１５は厚い程、中間層１５の結晶性が良好になるが、２０ｎｍを超えるといわゆるスペーシングロスが大きくなるため、再生出力が低下し易い。
【００３２】
記録層１６は、いわゆる柱状グラニュラ構造を有し、柱状構造を有する磁性粒子と、磁性粒子を囲み、隣り合う磁性粒子を物理的に離隔する非磁性材料からなる非固溶相から構成される。磁性粒子は基板面に対して略垂直方向に延びている。また、非固溶相は、多数の磁性粒子の各々の間を充填するように形成されている。このような柱状グラニュラ構造は、スパッタ法等により自己組織的に形成される。なお、一つの磁性粒子は、その全体が単結晶領域からなることが理想的であるが、複数の単結晶領域を有してもよく、結晶粒界や結晶欠陥を有していてもよい。
【００３３】
磁性粒子は、ｈｃｐ構造を有し、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍからなる強磁性材料から選択される。ここで、Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの元素の合金から選択される。磁性粒子は基板面に対して略垂直方向に沿って磁化容易軸を有する。例えば、磁性粒子を構成する強磁性材料が六方細密充填（ｈｃｐ）構造を有する場合は、磁性粒子は、ｃ軸が基板面に対して略垂直方向になるように結晶配向する。
【００３４】
磁性粒子がＣｏＣｒＰｔ−Ｍからなる場合は、Ｃｏ含有量が５０原子％〜８０原子％、Ｐｔ含有量が１５原子％〜３０原子％、Ｍ濃度が０原子％よりも多くかつ２０原子％以下、残りがＣｒ含有量となるように設定する。このようにＰｔ含有量を従来の垂直磁気記録媒体と比較して多く含有させることにより、異方性磁界を増加して基板面に対して垂直方向の保磁力を高めることができる。
【００３５】
非固溶相は、各々、磁性粒子を形成する強磁性材料と固溶しない、あるいは化合物を形成しない非磁性材料から構成される。このような非磁性材料は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ、およびＭｇから選択されるいずれか１種の元素と、Ｏ、Ｎ、およびＣから選択される少なくともいずれか１種の元素との化合物からなる。このような非磁性材料としては酸化物、窒化物、炭化物が挙げられる。酸化物としては、例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＭｇＯ等が挙げられる。また、窒化物としては、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮ、Ｍｇ3Ｎ2等が挙げられる。また、炭化物としては、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣ等が挙げられる。このような非磁性材料からなる非固溶相によって、隣り合う磁性粒子が互いに物理的に離隔される。したがって、磁性粒子間に働く磁気的相互作用が低減され、その結果、媒体ノイズを低減することができる。
【００３６】
また、非固溶相を構成する非磁性材料は、絶縁性材料であることが好ましい。これにより、強磁性を担う電子のトンネル効果を抑制でき、磁性粒子間の交換相互作用を低減することができる。
【００３７】
記録層１６は、強磁性材料と非固溶相を構成する非磁性材料とのモル比が、強磁性材料：非磁性材料＝８５：１５〜９５：５の範囲に設定されることが好ましい。非磁性材料のモル分率が５モル％未満では、磁性粒子同士が結合し易くなり磁性粒子同士が充分に離隔されない。記録層１６の膜厚は、５ｎｍ〜２５ｎｍの範囲に設定されることが好ましく、１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定されることがさらに好ましい。
【００３８】
例えば、記録層１６の具体例としては、（ＣｏＣｒＰｔ−Ｍ）−ＳｉＯ2からなり、ＳｉＯ2のモル分率は５モル％〜１５モル％の範囲に設定されることが好ましい。
【００３９】
保護膜１８は、例えば膜厚が０．５ｎｍ〜１５ｎｍであり、アモルファスカーボン、水素化カーボン、窒化カーボン、および酸化アルミニウム等から選択される材料により構成される。なお、保護膜１８はその材料に特に制限はない。
【００４０】
潤滑層１９は、例えば膜厚が０．５ｎｍ〜５ｎｍのパーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤などにより構成される。潤滑剤としては、例えば、末端基が−ＯＨやピペロニル基等からなるパーフルオロポリエーテルを用いることができる。なお、潤滑層１９は、保護膜１８の材料に応じて設けてもよく、設けなくともよい。
【００４１】
なお、記録層１６は、上述した柱状グラニュラ構造を有する場合の他に、ｈｃｐ構造を有するＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍから構成される、いわゆる連続膜構造でもよい。ここで、Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの元素の合金から選択される。連続膜構造は、磁性粒子と、磁性粒子間に偏析するＣｒを含む非磁性の粒界部からなる。上述したように、配向制御層１３の影響で、下地層１４と中間層１５の結晶粒子の粒径が均一となり、結晶粒子の結晶性も良好となる。したがって、記録層１６の連続膜構造の磁性粒子は、中間層１５の結晶粒子上に成長するので、記録層１６の磁性粒子の大きさが均一化し、結晶性も向上する。その結果、優れたＳ／Ｎ比を有する磁気記録媒体が実現できる。
【００４２】
また、記録層１６は、粒状グラニュラ構造や連続膜構造の代わりにＣｏまたはＣｏ合金と、ＰｄまたはＰｔとが交互に積層された多層積層膜でもよい。このような多層積層膜の具体例としては、Ｃｏ／Ｐｄ、ＣｏＢ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、ＣｏＢ／Ｐｔ等が挙げられる。例えばＣｏＢ／Ｐｄの多層積層膜の場合、ＣｏＢ（厚さ：０．３ｎｍ）とＰｄ（厚さ０．８ｎｍ）を交互に各々を５層から３０層を積層して構成される。多層積層膜は垂直磁気異方性定数が大きいので熱的安定性に優れている。特に、上述した配向制御層１３の影響で、下地層１４と中間層１５の結晶性が良好なので、多層積層膜の結晶性も良好となり、さらに垂直磁気異方性定数を向上できる。
【００４３】
次に、図１を参照しつつ、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【００４４】
最初に、基板１１の表面を洗浄・乾燥後、基板１１上に上述した軟磁性裏打ち層１２を、無電解めっき法、電気めっき法、スパッタ法、真空蒸着法等により形成する。具体的には、ＤＣマグネトロン法によりＡｒガス雰囲気中で、例えば圧力０．５Ｐａに設定して成膜する。成膜の際、基板１１の加熱は行わない方が好ましい。
【００４５】
次いで、軟磁性裏打ち層１２上に、スパッタ装置を用いて、上述したｂｃｃ構造を有する金属材料からなるスパッタターゲットを用いて配向制御層１３を形成する。具体的には、ＤＣマグネトロン法によりＡｒガス雰囲気中で、例えば圧力０．５Ｐａに設定して成膜する。成膜の際、基板１１の加熱は行わない方が好ましい。
【００４６】
次いで、配向制御層１３の表面をＯ2ガスまたはＮ2ガス、Ｏ2ガスとＮ2ガスの両方を含む混合ガス（これらのガスを「処理ガス」と称する。）に曝露する。具体的には、真空チャンバー内に、不活性ガスと処理ガスとを導入する。処理ガスの分圧を０．１Ｐａ〜１．０Ｐａに設定することが好ましい。また、曝露時間は、１秒〜８秒に設定することが好ましい。さらに、後述する実施例１に示すように、曝露量を処理ガスの分圧と処理時間との積で表すと、０．３Ｐａ秒以上に設定することが好ましい。曝露量は５Ｐａ秒以下とすることが製造効率が低下しない点で好ましい。なお、処理ガスがＯ2ガスとＮ2ガスの両方を含む場合は、曝露量を計算する際の処理ガスの分圧は、Ｏ2ガスの分圧とＮ2ガスの分圧の和となる。
【００４７】
なお、この曝露処理は、配向制御層１３の表面にＯ2ガスあるいはＮ2ガスあるいはＯ2ガスとＮ2ガスの両方が吸着するだけでも下地層１４の形成に好ましい効果を与えると考えられる。すなわち、配向制御層１３の表面にＯ2ガスやＮ2ガスが吸着して吸着点が形成されると、下地層１４を構成する材料の原子は、配向制御層１３の表面に到達した際、吸着点にトラップされ易くなり、結晶成長核を形成する。配向制御層１３の表面にＯ2ガスやＮ2ガスが均一に吸着しているので、結晶成長核も均一に形成される。その結果、結晶粒子の分布が均一になり、その大きさも均一になる。
【００４８】
次いで、スパッタ装置を用いて、下地層１４および中間層１５を順次、それぞれの材料からなるスパッタターゲットを用いて形成する。
【００４９】
次いで、中間層１５上に、スパッタ装置を用いて、上述した強磁性材料と非磁性材料からなるスパッタターゲットを用いて、記録層１６を形成する。具体的には、ＤＣあるいはＲＦマグネトロン法により、上述した磁性材料と非磁性材料を複合化したスパッタターゲットを用い、不活性ガス雰囲気で、圧力２．００Ｐａ〜８．００Ｐａ（好ましくは２．００Ｐａ〜３．９９Ｐａ）に設定して記録層１６を成膜する。なお、記録層１６の成膜の際、非磁性材料が酸素を含む場合は不活性ガスに酸素を添加してもよく、非磁性材料が窒素を含む場合は、不活性ガスに窒素を添加してもよい。
【００５０】
なお、記録層１６の形成は、磁性材料からなるスパッタターゲットと、非磁性材料からなるスパッタターゲットを用いて、これらのスパッタターゲットを同時にスパッタして行ってもよい。
【００５１】
次いで、記録層１６上に、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＦＣＡ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｃａｔｈｏｄｉｃ  Ａｒｃ）法等を用いて保護膜１８を形成する。なお、上述した軟磁性裏打ち層１２を形成する工程から保護膜１８を形成する工程までは、工程間は真空あるいは不活性ガス雰囲気中に保持することが、各々の層の表面の清浄性を保持できる点で好ましい。
【００５２】
次いで、保護膜１８の表面に潤滑層１９を形成する。潤滑層１９は、浸漬法、スピンコート法等を用いて、潤滑剤を溶媒で希釈した希釈溶液を塗布する。以上により、本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体が形成される。
【００５３】
本実施の形態によれば、配向制御層１３の表面をＯ2ガスあるいはＮ2ガス等の処理ガスに曝すことで、その上に形成される下地層１４の結晶粒子の大きさが均一なり、結晶配向性が良好となる。その結果、結晶粒子の大きさの均一性および結晶配向性が中間層１５および記録層１６に引き継がれ、記録層１６の磁性粒子の大きさの均一性および結晶性が良好となる。その結果、磁気記録媒体はＳ／Ｎ比が向上し、高記録密度化が可能となる。次に実施例について説明する。
【００５４】
［実施例１］
実施例１は、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体と同様の構成の垂直磁気記録媒体を作製した。実施例１は、配向制御層にＴａ膜を用い、その表面を酸素ガスを含む処理ガスに曝し、その酸素曝露量を異ならせた垂直磁気記録媒体を作製した。
【００５５】
実施例１に係る垂直磁気記録媒体は以下に示す構成とした。なお、実施例１では、保磁力測定の都合のため、軟磁性裏打ち層を設けなかった。
【００５６】
基板：ガラス基板
配向制御層：Ｔａ膜（３ｎｍ）、酸素曝露処理有り
下地層：ＮｉＦｅ膜（５ｎｍ）
中間層：Ｒｕ膜（１０ｎｍ）
記録層：（Ｃｏ75Ｃｒ15Ｐｔ10）９０モル％−（ＳｉＯ2）１０モル％膜（１０ｎｍ）
保護膜：ダイアモンドライクカーボン膜（３ｎｍ）
潤滑層：パーフルオロポリエーテル（１ｎｍ）
なお、括弧内の数値は膜厚を示す。また、記録層の組成は、スパッタターゲットの組成を示しており、実際に形成された記録層の組成は、非磁性材料が１モル％程度減少する傾向にある。
【００５７】
実施例１の垂直磁気記録媒体の作製は以下のようにして行った。ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、洗浄したガラス基板を使用し、アルゴンガス雰囲気中で圧力を０．５Ｐａに設定し、配向制御層を形成した。その際、基板の加熱は行わなかった。
【００５８】
次いで、真空チャンバー内で配向制御層のＴａ膜表面をアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスに曝して行った。その際、酸素分圧を０．１Ｐａ〜０．６Ｐａ、曝露時間を１秒〜６秒の範囲に設定し、酸素曝露量を０．１Ｐａ秒〜３．６Ｐａ秒に異ならせた５条件の酸素曝露処理を行った。なお、酸素曝露量は、酸素分圧（Ｐａ）と処理時間（秒）との積で表されるものである。
【００５９】
次いで、再びＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、アルゴンガス雰囲気中で下地層から記録層までを形成した。この際、圧力は下地層では０．５Ｐａに設定し、中間層および記録層では４Ｐａに設定した。次いで、プラズマＣＶＤ装置によりエチレンガスとアルゴンガスを供給して保護膜を形成し、浸漬法により潤滑層を形成した。
【００６０】
図２は、実施例１に係る垂直磁気記録媒体の保磁力と酸素曝露量との関係を示す図である。保磁力は、基板面に対して垂直方向の保磁力であり、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて測定した。
【００６１】
図２を参照するに、実施例１に係る垂直磁気記録媒体の保磁力は酸素曝露量が増加するにしたがって保磁力が増加している。保磁力は特に酸素曝露量が０．２７Ｐａ秒付近から増加し、４Ｐａ秒付近では略飽和している。したがって、酸素曝露量は、０．３Ｐａ秒以上で保磁力増加の効果が確実に得られることが分かる。また、実施例１の酸素曝露量の範囲では、酸素曝露量が大きい程、保磁力が増加していることが分かる。酸素曝露量の上限は、製造効率が良好な点で酸素曝露処理の時間が短い方がよいため、５Ｐａ秒以下に設定されることが好ましい。
【００６２】
実施例１によれば、酸素曝露量は、０．３Ｐａ秒以上に設定されることが好ましいことが分かった。また、製造効率が良好な点から５Ｐａ秒以下に設定されることが好ましい。
【００６３】
［実施例２］
実施例２は、軟磁性裏打ち層を設けた以外は実施例１と同様の構成の垂直磁気記録媒体を作製した。実施例２の軟磁性裏打ち層として、ＣｏＺｒＮｂ膜（膜厚５０ｎｍ）を形成した。具体的には、実施例１と同様にＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、基板加熱を行わず、アルゴンガス雰囲気中（圧力０．５Ｐａ）で軟磁性裏打ち層を形成した。また、Ｔａ膜の表面の酸素曝露処理は、アルゴンガス（分圧０．５Ｐａ）と酸素ガス（分圧０．５Ｐａ）との混合ガスに曝し、処理時間６秒に設定した。なお、この場合の酸素曝露量は３Ｐａ秒である。
【００６４】
［比較例１］
比較例１は、酸素曝露処理を行わなかった以外は、実施例２と同様の構成の垂直磁気記録媒体を形成した。
【００６５】
［比較例２］
比較例２は、Ｔａ膜表面の酸素曝露処理を行わず、ＮｉＦｅ膜表面に酸素曝露処理を行った以外は、実施例２と同様の構成の垂直磁気記録媒体を形成した。ＮｉＦｅ膜表面の酸素曝露処理の条件は、実施例２の酸素曝露処理の条件と同様とした。
【００６６】
［比較例３］
比較例３は、Ｔａ膜表面の酸素曝露処理を行わず、Ｒｕ膜表面の酸素曝露処理を行った以外は、実施例２と同様の構成の垂直磁気記録媒体を形成した。Ｒｕ膜表面の酸素曝露処理の条件は、実施例２の酸素曝露処理の条件と同様とした。
【００６７】
図３は、実施例２および比較例１〜３に係る垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を示す図である。図３に示すＳ／Ｎｍは、平均出力と媒体ノイズＮｍから求めたＳ／Ｎ比である。
【００６８】
図３を参照するに、酸素曝露処理を行わない場合よりも、Ｔａ膜表面の酸素曝露処理を行う実施例２がＳ／Ｎｍが０．５ｄＢも優れていることが分かる。また、ＮｉＦｅ膜やＲｕ膜の表面を酸素曝露処理した比較例２および比較例３の場合は、実施例２および比較例１よりもＳ／Ｎｍが低下している。このことは、記録層に近いＮｉＦｅ膜やＲｕ膜では、酸素曝露処理するよりも金属材料同士によるエピタキシャル成長をさせる方が、Ｓ／Ｎｍが良好であることが分かる。
【００６９】
実施例２および比較例１〜３によれば、Ｔａ膜表面に酸素曝露処理する方が、酸素曝露処理しない場合や、ＮｉＦｅ膜やＲｕ膜に酸素曝露処理する場合よりもＳ／Ｎｍが良好であることが確認できた。
【００７０】
なお、Ｓ／Ｎｍは、市販のスピンスタンドを用い、単磁極型記録素子とＧＭＲ素子からなる複合ヘッドを用いて測定した。線記録密度を４７３ｋＦＣＩに設定して平均出力Ｖ（ｍＶ）を測定し、媒体ノイズＮｍ（ｍＶｒｍｓ）は、線記録密度を４７３ｋＦＣＩの条件で測定し、Ｓ／Ｎｍ＝２０×ｌｏｇ（Ｖ／Ｎｍ）とした。
【００７１】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す平面図である。図４を参照するに、磁気記憶装置３０は、ハウジング３１内に、ハブ３２に固定された垂直磁気記録媒体３３、アクチュエータユニット３４、アーム３５およびサスペンション３６を介してアクチュエータユニット３４に支持された磁気ヘッド３８等が設けられている。磁気記憶装置３０は、スピンドル（図示されず）により垂直磁気記録媒体３３を回転駆動し、磁気ヘッド３８をアクチュエータユニット３４により垂直磁気記録媒体３３の半径方向に回動して、記録再生動作を行う。
【００７２】
磁気ヘッド３８は、例えば、単磁極型記録ヘッドとＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子を備えた再生ヘッドから構成される。
【００７３】
単磁極型記録ヘッドは、垂直磁気記録媒体３３に記録磁界を印加するための、軟磁性材料からなる主磁極と、主磁極に磁気的に接続されたリターンヨークと、主磁極とリターンヨークに記録磁界を誘導するための記録用コイルなどから構成されている。単磁極型記録ヘッドは、主磁極から記録磁界を垂直磁気記録媒体３３の基板面に対して垂直方向に印加して、垂直磁気記録媒体３３の記録層に垂直方向の磁化を形成する。
【００７４】
また、再生ヘッドはＧＭＲ素子を備え、ＧＭＲ素子は、垂直磁気記録媒体３３の磁化が漏洩する磁界の方向を抵抗変化として感知して垂直磁気記録媒体３３の記録層に記録された情報を得ることができる。なお、ＧＭＲ素子の替わりにＴＭＲ（Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子等を用いることができる。
【００７５】
垂直磁気記録媒体３３は、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体である。垂直磁気記録媒体３３は優れたＳ／Ｎ比を有するので、高記録密度化が可能な磁気記憶装置３０が実現する。
【００７６】
なお、本実施の形態に係る磁気記憶装置３０の基本構成は、図４に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド３８は上述した構成に限定されず、公知の磁気ヘッドを用いることができる。また、本発明で用いる垂直磁気記録媒体３３は、磁気ディスクに限定されず磁気テープであってもよい。
【００７７】
本実施の形態によれば、磁気記憶装置３０は、優れたＳ／Ｎ比を有し、高記録密度化が可能となる。
【００７８】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００７９】
なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
（付記１）  基板と、記録層とを備える垂直磁気記録媒体であって、
前記基板と記録層との間に、該基板側から、配向制御層、ｆｃｃ構造を有する下地層、ｈｃｐ構造を有する中間層が順次積層されてなり、
前記配向制御層は、下地層との界面に酸化および／または窒化された処理表面を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記２）  前記基板と配向制御層との間に、軟磁性裏打ち層を備えることを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記３）  前記配向制御層は、その結晶質状態の構造がｂｃｃ構造を有する金属材料からなることを特徴とする付記１または２記載の垂直磁気記録媒体。
（付記４）  前記配向制御層の膜厚は、処理表面を含めて１ｎｍ〜５ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記５）  前記下地層は、Ｎｉを主成分とする金属材料からなることを特徴とする付記１〜４のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６）  前記中間層は、ＲｕあるいはＲｕを主成分とするＲｕ−Ｘ合金（Ｘ＝Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｕ、Ｂ、Ｃ、ＳｉおよびＭｎのうち少なくとも１種の元素）からなることを特徴とする付記１〜５のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記７）  前記記録層は、磁性粒子と、該磁性粒子を囲む非固溶相からなり、
前記磁性粒子は、ｈｃｐ構造を有し、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍからなる群のうちいずれか１種の材料からなり、該Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも１種の材料からなることを特徴とする付記１〜６のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記８）  前記非固溶相が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、およびＭｇからなる群のうちいずれか１種の元素と、Ｏ、Ｃ、およびＮからなる群のうち少なくともいずれか１種の元素との化合物であることを特徴とする付記７記載の垂直磁気記録媒体。
（付記９）  基板と、該基板上に、配向制御層と、ｆｃｃ構造を有する下地層と、ｈｃｐ構造を有する中間層と、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する記録層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記基板上に配向制御層を形成する工程と、
前記配向性制御層の表面をＯ2ガス、Ｎ2ガス、あるいは、Ｏ2ガスとＮ2ガスの両方を含む処理ガスに曝す曝露工程と、を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１０）  前記曝露工程は、Ｏ2ガス、Ｎ2ガス、あるいは、Ｏ2ガスとＮ2ガスの両方を合わせた分圧と曝露時間との積が０．３Ｐａ秒よりも大きく、かつ５Ｐａ秒以下の範囲に設定されることを特徴とする付記９記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１）  磁気ヘッドを有する記録再生手段と、
付記１〜８のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の概略断面図である。
【図２】実施例１に係る垂直磁気記録媒体の保磁力と酸素曝露量との関係を示す図である。
【図３】実施例２および比較例１〜３に係る垂直磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０、３３    垂直磁気記録媒体
１１    基板
１２    軟磁性裏打ち層
１３    配向制御層
１３ａ  処理表面
１４    下地層
１５    中間層
１６    記録層
１８    保護膜
１９    潤滑層
３０    磁気記憶装置
【図１】
2006286103.tif 000003
【図２】
2006286103.tif 000004
【図３】
2006286103.tif 000005
【図４】
2006286103.tif 000006